Фазлутдинов К.К.

25.10.2022 (обновленно 25.10.2022)

3504 просмотров

Влияние свинца на организм человека

Содержание:

1. Общие сведения о свинце

2. Свинец в организме человека

3. Источники свинца

4. Pb-интоксикация

1. Общие сведения о свинце

Химический элемент Pb [plumbum] расположен в 6 периоде, побочной подгруппе IV группы периодической таблицы хим. элементов Д.И.Менделеева. 

В соединениях может иметь степень окисления +2, + 4, что объясняется строением внешнего электронного слоя 5s²5p⁶5d¹⁰6s²6p². Проявляет свойства восстановителя.

В чистом виде встречается редко. Входит в состав 80 различных минералов, например:

• галенит PbS
• церуссит PbCO₃
• англезит PbSO₄
• тиллит PbSnS₂
• бетехтинит Pb₂(CuFe)₂₁S₁₅
• джемсонит FePb₄Sn₆S₁₄
• буланжерит Pb₅Sb₄S₁₁

Свинец всегда содержится в рудах урана и тория. Крупные залежи свинца содержатся в свинцово-цинковых рудах, колчеданно-полиметаллических, медно-никелевых, урановых, золоторудных.

Весь свинец является смесью стабильных (не радиоактивных) изотопов ²⁰⁴Pb, ²⁰⁶Pb, ²⁰⁷Pb, ²⁰⁸Pb. Последние имеют радиогенное происхождение, образуются в результате радиоактивного распада:

²³⁸U → ²⁰⁶Pb + 8⁴He

²³⁵U → ²⁰⁷Pb + 7⁴He

²³²Th → ²⁰⁸Pb + 6⁴He

Простое вещество свинец — ковкий легкоплавкий тяжелый серебристо-белый с синеватым отливом металл. Очень токсичный. Известен человеку с глубокой древности.

2. Свинец в организме человека

Свинец не метаболизируется в организме человека, но может накапливаться и вызывать повреждение организма. В разных органах и тканях свинец накапливается не равновесно: 

• Наименьшее содержание свинца содержится в крови ⎼ не более 1%. Она выполняет для микроэлемента функцию транспорта: ионы свинца связываются с гемоглобином и разносятся по организму. Поэтому 90% (из этого 1) обнаруживаются в эритроцитах, 10% ⎼ в плазме.
• Менее 10 % свинца аккумулируются в различных органах: почки, печень, селезенка, костный мозг, нервная система. 
• Основная масса свинца ⎼ 90-95% накапливается в костях. Он концентрируется в виде труднорастворимого Pb₃(PO₄)₂ и, таким образом, является кумулятивным ядом. В период беременности свинец из костей может возвращаться в кровь, вследствие чего происходит интоксикация плода.

Полупериод выведения свинца из мягких тканей составляет 25-40 суток, из костей ⎼ более 10 лет.

Свинец выводится из организма:

• с мочой ⎼ 75%;
• с калом ⎼ 15%;
• слюной;
• потом.

Путями проникновения свинца в организм являются:

1. С воздухом через органы дыхания. Вдыхание наиболее опасный путь поглощения свинца, который сразу попадает в кровь и разносится по организму. Абсорбция зависит от следующих факторов:

• типа соединения свинца;
• концентрации свинца;
• дыхательного объема человека.

2. С пищей. С продуктами питания и загрязненной питьевой водой в организм попадает до 90% свинца, причем организм ребенка младшего возраста абсорбирует в 4-5 раз больше.

С водой свинец поступает в организм в виде гидрокарбоната свинца Pb(HCO₃)₂, который образуется, если в воде присутствует свинец и углекислый газ. Концентрация свинца в воде 1 мл/л делает воду токсичной для организма человека, при этом вкус и запах воды не меняется. Соединения свинца имеют малую растворимость (концентрация его в водах мирового океана составляет 0,03 мкг/л).

Абсорбция зависит от следующих факторов:

• типа соединения свинца;
• концентрации свинца;
• увеличивается при голодании;
• увеличивается при недостатке железа, кальция и цинка.

Здесь же хочется отметить, что у взрослого человека через ЖКТ в кровь всасывается только 10% поступившего свинца. Абсорбция повышается  при дефиците в пище железа или кальция или при избытке витамина D. У детей до 8 лет из ЖКТ в кровь может поступать до 50% свинца

3. Через кожу свинец впитывается, но редко является причиной отравлений.

Физиологическая норма содержания свинца в тканях (мкмоль*кг^-1): скелет - 53, кожа - 1,5, печень - 0,84, почки - 0,52, мозг - 0,49, мышцы - 0,29, легкие - 0,19. Средняя концентрация свинца в крови - 1,3 мкмоль*л^-1, причем в эритроцитах она в 2 раза выше (2,6 мкмоль*л^-1), а в плазме намного ниже (0,23 мкмоль*л^-1). Внутри клеток имеет место концентрирование свинца в клеточной мембране и митохондриях.

3. Источники свинца

* Ежегодно промышленность “обогащает” атмосферу на почти миллиард тонн свинца. 

** Попытки расплавить свинец на открытом воздухе редко заканчиваются отравление, в закрытом помещении (например, на газовой плите) быстро приводят к критическим значения концентрации вдыхаемого свинца.

Предельно допустимой концентрацией свинца в крови считается 0,25 мкг/м³, в моче 008 мкг\м³. Но, в действительности, “безопасной” концентрации свинца в крови не существует ⎼ его минимальные концентрации дезактивируют многие ферменты, задействованные в биохимических жизненно важных процессах, таких как белковый синтез, синтез гема, митохондриальное дыхание, мембранный обмен и другие. 

Являясь кумулятивным ядом свинец накапливается в депо в виде нерастворимого трехосновного фосфата, вытесняет из костей соли кальция. Повышение концентрации свинца в клетках разных органов приводит к повышению количества активных форм кислорода и нарушению окислительно-восстановительного баланса.

Факторами, ускоряющими поступление свинца из депо в кровь, что вызывает обострение Pb-интоксикации, являются:

• алкоголь;
• травмы;
• оперативные вмешательства;
• беременность, роды, лактация;
• физиотерапевтические процедуры;
• изменение режима питания.

4. Pb-интоксикация

Свинец относится к металлам I группы опасности, причем внутри этой группы (наряду с кадмием и ртутью) к наиболее опасным. Ежегодно в мире регистрируется около 500 тысяч смертей, вызванных интоксикацией свинца. 

Интоксикация может быть хронической (постепенное накопление свинца в организме) и острой (быстрое получение опасной концентрации). Чаще встречается хроническое отравление свинцом — сатурнизм, так как заболевание долгое время имеет скрытый характер и постепенно приводит к хроническим патологиям.

Хроническая свинцовая интоксикация может приводить к следующим осложнениям (перечислены не все возможные):

• Анемия ⎼ недостаток гемоглобина приводит к гипоксии органов.
• Хроническая дыхательная недостаточность при поражении свинцом легких и дыхательных путей.
• Хроническая сердечная недостаточность при аккумуляции свинца в сердечной мышце.
• Хроническая почечная недостаточность при аккумуляции свинца в почках.
• Токсический гепатит при аккумуляции свинца в печени, приводит к развитию цирроза.
• Старческое слабоумие, энцефалопатия у взрослых, нарушение умственного развития у детей при аккумуляции свинца а нервных клетках.
• Нарушение развития плода, если во время беременности женщина контактировала со свинцом.

Острая свинцовая интоксикация может приводить к следующим осложнениям (перечислены основные):

• Гемолиз крови ⎼ распад клеточных структур крови. Может привести к развитию анемии и гипоксии.
• Острый гепатит.
• Гиповолемический шок, вызванный потерей жидкости.
• Отек головного мозга ⎼ часто приводит к летальному исходу.
• Преждевременные роды.

Первая помощь при острой свинцовой интоксикации:

1. Прекратить контакт с источником свинца, вывести пострадавшего на воздух.
2. Вызвать скорую медицинскую помощь.
3. При попадании свинца на кожу ⎼ промыть проточной водой, обеспечить пострадавшему покой, поступление свежего воздуха.
4. При попадании свинца через ротовую полость ⎼ промывание желудка с целью предотвращения всасывания свинца в кровь. Для этого пострадавший должен залпом выпить один литр (или больше) воды комнатной температуры и вызвать рвоту.
5. При попадании свинца через органы дыхания ⎼ прополоскать полости рта и носа водой, пить воду, сладкий чай.

Свинец накапливается в костях, замещая в них кальций

Ca₃(PO₄)₂ + Pb²⁺ → Pb₃(PO₄)₂ + Ca²⁺

Свинец, который накапливается в мягких тканях блокирует деятельность некоторых ферментов значительно снижая их активность (увеличение концентрации свинца в крови в 10 раз снижает деятельность ферментов в 100 раз). Общим итогом действия свинца на систему синтеза гема является снижение продуцирования зрелых эритроцитов и развитие плюмбизма, патологиям почек, мозга.